DE3844140C1 - Electrostatic exhaust-gas purification device for combustion gases - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen Abgasreini ger für Verbrennungsgase, insbesondere von Brennkraftma schinen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an electrostatic exhaust gas cleaner ger for combustion gases, especially of internal combustion seem, according to the preamble of claim 1.
Aus der DE-OS 35 00 373 ist ein derartiger Abgasreiniger bekannt, bei welchem mehrere Abscheideröhren in einem gemein samen Gehäuse vorgesehen und strömungsmäßig parallel ge schaltet sind. Durch Einbau einer wählbaren Anzahl unter einander gleicher Abscheideröhren in das Gehäuse, d. h. durch eine Modulbauweise, kann der bekannte Abgasreiniger hin sichtlich seiner Reinigungsleistung an die jeweilige Größe der Brennkraftmaschine, für die er bestimmt ist, angepaßt werden. Bei dem bekannten Abgasreiniger mündet der Einlaß stutzen für die Verbrennungsgase unmittelbar in die Einlaß kammer, und zwar in etwa quer zur Längserstreckung der Abscheide röhren. Weil das Verbrennungsgas die Eintrittsöffnungen der Abscheideröhren nur über die Einlaßkammer erreichen kann, wird zwar auch eine gewisse Schalldämpfung erreicht, jedoch nicht in einer genau definierten Weise, so daß auch eine Anpassung des Abgasreinigers hinsichtlich seiner Schall dämpfung an die jeweilige Größe der Verbrennungsgas-Quelle möglich wäre.DE-OS 35 00 373 is such an exhaust gas cleaner known in which several separator tubes in one seed housing provided and flow parallel ge are switched. By installing a selectable number under mutually identical separator tubes in the housing, d. H. by a modular design, the known exhaust gas cleaner can visually its cleaning performance to the respective size adapted to the internal combustion engine for which it is intended will. In the known exhaust gas cleaner, the inlet opens trim for the combustion gases directly into the inlet chamber, approximately transverse to the longitudinal extent of the separator roar. Because the combustion gas enters the inlets the separator tubes can only be reached via the inlet chamber, a certain level of sound absorption is also achieved, however not in a precisely defined way, so that also a Adjustment of the exhaust gas purifier with regard to its sound damping to the respective size of the combustion gas source it is possible.
Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den bekannten Abgasreiniger so weiterzubilden, daß auch eine an die jeweilige Verbrennungsgas-Quelle optimal ange paßte, hohe Schalldämpfung bei gleichbleibender oder mög lichst noch erhöhter Reinigungsleistung erzielt wird.Accordingly, the invention is based on the object to further develop the known exhaust gas cleaner so that one optimally matched to the respective combustion gas source fit, high sound absorption with the same or possible cleaning performance is achieved.
Diese Aufgabe wird mit dem im neuen Anspruch 1 und bezüg lich vorteilhafter Ausgestaltungen in den neuen Unteran sprüchen gekennzeichneten Abgasreiniger gelöst.This task is covered in the new claim 1 and Lich advantageous configurations in the new Unteran labeled exhaust gas cleaner solved.
Bei dem erfindungsgemäßen Abgasreiniger mündet der Einlaß stutzen in eine besondere Vorkammer. Um von dieser in die Einlaßkammer zu gelangen, müssen die Verbrennungsgase Dros selspalte passieren, welche von den Außenwandungen der Abscheide röhren gebildet sind. Die Verbrennungsgase müssen also innerhalb des Gehäuses von der Vorkammer zur Einlaßkammer in etwa quer zur Längserstreckung der Abscheideröhren durch die Zwischenräume (Drosselspalte) zwischen diesen hindurch strömen. Durch die Drosselspalte wird eine außerordentlich gute Schalldämpfung erreicht, die es bei Einsatz des er findungsgemäßen Abgasreinigers ermöglicht, auf einen geson derten Hochdruckschalldämpfer vollständig zu verzichten. Da die Weite der Drosselspalte durch entsprechende Anordnung der Abscheideröhren im Gehäuse ohne konstruktive Einschrän kungen, insbesondere ohne Einschränkung aufgrund der ge gewählten Anzahl der Abscheideröhren (Reinigungsleistung), frei gewählt werden kann, ist es möglich, auch die Schalldämp fung für jede Verbrennungsgas-Quelle zu optimieren. Schließlich wird auch die erzielbare Reinigungsleistung noch verbessert, weil die Verbrennungsgase durch die beson dere Führung von der Vorkammer durch die Drosselspalte hin durch ganz besonders intensiv verwirbelt werden und die runden Außenwandungen der Abscheideröhren Rußabsetzung in den Drosselspalten verhindern.In the exhaust gas purifier according to the invention, the inlet opens cut into a special antechamber. To go from this to the To enter the inlet chamber, the combustion gases Dros Selspalten pass through which of the outer walls of the separator tubes are formed. The combustion gases must therefore within the housing from the pre-chamber to the inlet chamber approximately across the longitudinal extension of the separator tubes the spaces (choke gaps) between them stream. The throttle column makes one extraordinary good sound absorption achieved when using the he Exhaust gas purifier according to the invention enables, on a geson certain high-pressure silencers to be dispensed with entirely. There the width of the throttle column by appropriate arrangement of the separator tubes in the housing without any design restrictions kungen, especially without limitation due to the ge selected number of separator tubes (cleaning performance), free can be selected, it is also possible to use the silencer optimization for each combustion gas source. Finally, the cleaning performance that can be achieved still improved because the combustion gases by the special leadership from the antechamber through the throttle gap by being particularly swirled intensely and the round outer walls of the separator tubes soot deposit in the Prevent throttle gaps.
Bei der besonders wichtigen Weiterbildung des erfindungs gemäßen Abgasreinigers gemäß Anspruch 3 wird aufgrund der zusätzlichen Umlenkung des Gasstromes von der in der Vor kammer vorherrschenden Strömungsrichtung in die in den Dros selspalten vorherrschende Strömungsrichtung, aber auch auf grund der Verteilung des Gasstromes auf verschiedene Weg längen eine weitere Erhöhung der Schwingungsdämpfung er zielt. Außerdem ergibt sich eine besonders kompakte Bau weise des Abgasreinigers.In the particularly important training of the fiction contemporary exhaust gas purifier according to claim 3 is due to the additional redirection of the gas flow from that in the pre chamber prevailing flow direction in the in the Dros the main flow direction, but also split due to the distribution of the gas flow in different ways lengthen a further increase in vibration damping aims. In addition, there is a particularly compact construction way of the exhaust gas purifier.
Aus den Ansprüchen 4 und insbesondere 6 ergibt sich eine bevorzugte Bauform des neuen Abgasreinigers, welche sich durch eine besonders gleichmäßige Verteilung der Verbren nungsgase auf die Abscheideröhren und eine besonders einfache Bauweise des Gehäuses des Abgasreinigers auszeichnet. Zu dem gleichen Zweck und weiter um Schäden durch Wärmedeh nungen zu vermeiden, wird die Ausgestaltung dieser Bauform nach Anspruch 5 vorgeschlagen.From claims 4 and in particular 6 results in a preferred design of the new exhaust gas cleaner, which is through a particularly even distribution of the burns gases on the separator tubes and a particularly simple one Design of the housing of the exhaust gas purifier. To the same purpose and further damage caused by thermal expansion The design of this design is to be avoided proposed according to claim 5.
Eine andere bevorzugte Bauform des neuen Abgasreinigers ergibt sich aus den Ansprüchen 8 und insbesondere 9. Bei dieser Bauform kann eine beliebige Anzahl von Abscheideröhren nebeneinander angeordnet werden. Außerdem ergibt sie ein sehr flach bauendes Gehäuse. Bei der Ausgestaltung dieser Bauform gemäß Anspruch 11 ist der Abgasreiniger besonders einfach und leicht zu montieren. Da hierbei die Trennwand auf einer Seite der Eintrittsöffnungen der Abscheideröhren liegt, ist es möglich, die Isolatoren für die Zentralelek troden nur in einer der beiden Gehäuseteile anzubringen und die Trennwand ohne zusätzlichen Arbeitsgang gleichzei tig mit dem Verbinden der beiden Gehäuseteile zu fixieren, was die Montage und die Wartung erleichtert.Another preferred design of the new exhaust gas cleaner results from claims 8 and in particular 9. In This design can have any number of separator tubes be arranged side by side. It also gives a very flat housing. When designing this Design according to claim 11, the exhaust gas cleaner is special simple and easy to assemble. Because this is the partition on one side of the inlet openings of the separator tubes lies, it is possible to use the isolators for the central electr attach only in one of the two housing parts and the partition wall at the same time without an additional work step fix with the connection of the two housing parts, which makes assembly and maintenance easier.
Im folgenden wird die Erfindung mit weiteren Einzelheiten anhand zweier schematisch dargestellter Ausführungsbei- spiele näher erläutert. In den Figuren zeigt:The following is the invention in more detail based on two schematically illustrated examples games explained. The figures show:
Fig. 1: einen Längsschnitt durch einen Abgasreiniger für Verbrennungsgase, FIG. 1 shows a longitudinal section through an exhaust gas cleaner for combustion gases,
Fig. 2: einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 1, Fig. 2 shows a section along the line AA in Figure 1.
Fig. 3: einen Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 1, Fig. 3 shows a section along the line BB in Figure 1.
Fig. 4: einen Querschnitt durch einen Abgasreiniger für Verbrennungsgase in einer anderen Bauform, FIG. 4 shows a cross section through an exhaust gas cleaner for combustion gases in another configuration,
Fig. 5: einen Schnitt nach der Linie C-C in Fig. 4. FIG. 5 shows a section along the line CC in Fig. 4.
Der Abgasreiniger in der Bauform nach den Fig. 1, 2 und 3 umfaßt ein Gehäuse 1 mit einem Einlaßstutzen 2 und einem Auslaßstutzen 3 für die Abgase. Das Gehäuse 1 ist aus ei nem Mantel 4, einem Deckel 5 und einem zum Deckel paralle len Boden 6 gebildet.The exhaust gas cleaner in the design according to FIGS. 1, 2 and 3 comprises a housing 1 with a inlet port 2 and an outlet 3 for the exhaust gases. The housing 1 is formed from egg nem jacket 4 , a cover 5 and a base 6 parallel to the cover.
Im Inneren des Gehäuses 1 befinden sich mehrere, im Ausfüh rungsbeispiel vier Abscheideröhren 7, die parallel zum Einlaß stutzen 2 und in gleichen Abständen rund um diesen herum angeordnet sind, vgl. Fig. 2 und 3. Inside the housing 1 there are several, in the example Ausfüh approximately four separator tubes 7 , the neck parallel to the inlet 2 and are arranged at equal intervals around this, see. Fig. 2 and 3.
Jede Abscheideröhre 7 umfaßt eine zylindrische Abscheideelek trode 8, die gleichzeitig den Mantel der Abscheideröhre bil det, ein koaxial darin angeordnetes Lochrohr 9, eine Stirnwand 10 mit einer Verbrennungsgas-Eintrittsöffnung 12 darin und gegenüber eine weitere Stirnwand 11 mit einer Austrittsöffnung 13 für die Verbrennungsgase. Koaxial da zu ist eine Zentralelektrode 14 vorgesehen, die zwischen dem Deckel 5 und dem Boden 6 des Gehäuses 1 gespannt und durch Isolatoren 15 hindurch aus dem Gehäuse 1 herausge führt ist.Each separator tube 7 comprises a cylindrical Abscheideelek electrode 8 , which simultaneously det the jacket of the separator tube bil, a coaxially arranged perforated tube 9 therein, an end wall 10 with a combustion gas inlet opening 12 therein and opposite another end wall 11 with an outlet opening 13 for the combustion gases. Coaxially there is a central electrode 14 , which is stretched between the cover 5 and the bottom 6 of the housing 1 and leads through insulators 15 out of the housing 1 .
Der Einlaßstutzen 2 ragt mit einer Verlängerung 16 in das Innere des Gehäuses 1. Diese Verlängerung 16 weist Einbuch tungen 17 auf, an denen sie mit den Abscheideelektroden 8 durch Schweißen oder auf andere Weise verbunden ist. Die austrittsseitigen Stirnwände 11 der Abscheideröhren 7 sind mit einem Schott 18 verbunden (oder werden durch die ses gebildet), das sich über den gesamten Querschnitt des Gehäuses 1 erstreckt und lediglich die Austrittsöffnungen 13 frei läßt.The inlet connector 2 projects into the interior of the housing 1 with an extension 16 . This extension 16 has entries 17 , on which it is connected to the separating electrodes 8 by welding or in some other way. The outlet-side end walls 11 of the separator tubes 7 are connected to a bulkhead 18 (or are formed by the ses), which extends over the entire cross section of the housing 1 and only leaves the outlet openings 13 free.
Die genannten Einbauten bilden eine Vorkammer 20, die di rekt an den Einlaßstutzen 2 anschließt, am anderen Ende durch das Schott 18 verschlossen ist und seitlich durch die Abscheideröhren 7 begrenzt wird. Zwischen den Außenwan dungen der Abscheideröhren 7, d. h. zwischen den Außenwandungen ihrer zylindrischen Abscheideelektroden 8 sind hierbei Dros selspalte 19, vgl. Fig. 2, gebildet, über welche die Vor kammer 20 mit einer Einlaßkammer in Verbindung steht. Die Einlaßkammer ist durch vier Zwischenkammern 21 und eine ringförmige Umlenkkammer 22 gebildet. Das durch die Drossel spalte 19 hindurchtretende Verbrennungsgas wird in den vier Zwischenkammern 21 so umgeleitet, daß es in diesen entge gengesetzt zur Richtung im Einlaßstutzen 2, d. h. in Fig. 1 von rechts nach links strömt und somit in die ringförmige Umlenkkammer 22 gelangt. Die Umlenkkammer 22 ist durch die Verlängerung 16 des Einlaßstutzens 2 von der Vorkammer 20 getrennt. In der Umlenkkammer 22 wird der Verbrennungsgas- Strom abermals um 180° umgelenkt und strömt durch die Ein trittsöffnungen 12 in die Abscheideröhren 7.The internals mentioned form a prechamber 20 , which connects directly to the inlet port 2 , is closed at the other end by the bulkhead 18 and is laterally delimited by the separator tubes 7 . Between the outer wall of the separator tubes 7 , ie between the outer walls of their cylindrical separating electrodes 8 , Dros are selspalte 19 , see. Fig. 2, formed, via which the front chamber 20 is in communication with an inlet chamber. The inlet chamber is formed by four intermediate chambers 21 and an annular deflection chamber 22 . The combustion gas passing through the throttle column 19 is diverted in the four intermediate chambers 21 so that it runs in opposite directions to the direction in the inlet port 2 , ie flows from right to left in FIG. 1 and thus enters the annular deflection chamber 22 . The deflection chamber 22 is separated from the prechamber 20 by the extension 16 of the inlet connector 2 . In the deflection chamber 22 , the combustion gas flow is again deflected by 180 ° and flows through the inlet openings 12 into the separator tubes 7 .
In den Abscheideröhren 7 wird durch die Wirkung des elektro statischen Feldes der im Verbrennungsgas enthaltene Ruß durch die Lochrohre 9 hindurch abgelenkt und z.B. ver brannt. Das gereinigte Verbrennungsgas verläßt die Abscheide röhren durch die Austrittsöffnungen 13, sammelt sich in einer anschließenden Auslaßkammer 23 und verläßt den Abgas reiniger von dort durch den Auslaßstutzen 4 hindurch.In the separator tubes 7 by the action of the electrostatic field, the soot contained in the combustion gas is deflected through the perforated tubes 9 and burns, for example, ver. The cleaned combustion gas leaves the separator tubes through the outlet openings 13 , collects in a subsequent outlet chamber 23 and leaves the exhaust gas cleaner from there through the outlet port 4 .
Die Anzahl der Abscheideröhren 7, deren Abstände von der Mit telachse, deren gegenseitige Abstände und deren Abstände von dem Mantel 4 des Gehäuses können je nach Erfordernis variiert werden. Mit dem Abstand der Abscheideröhren 7 von einander läßt sich die Breite der Drosselspalte 19 und da mit die Schalldämpfungswirkung einstellen.The number of separator tubes 7 , their distances from the central axis, their mutual distances and their distances from the jacket 4 of the housing can be varied as required. With the spacing of the separator tubes 7 from one another, the width of the throttle gaps 19 and there with the sound damping effect can be adjusted.
Die in den Fig. 4 und 5 gezeigte Bauform eines Abgasreini gers nach der Erfindung umfaßt ein in etwa rechteckiges Gehäuse 40 mit einem Einlaßstutzen 41 und einem Auslaßstut zen 42. Das Gehäuse besteht aus einem Gehäuseunterteil 43 und einem Gehäuseoberteil 44, die an einem Verbindungs flansch 45, vgl. Fig. 4, etwa durch Schweißen oder Bördeln miteinander verbunden sind. Im Gehäuse 40 sind mehrere, im Ausführungsbeispiel vier Abscheideröhren 7 angeordnet, die genauso wie bei der ersten Bauform nach den Fig. 1 bis 3 ausgebildet sind.The construction shown in FIGS . 4 and 5 of an exhaust gas purifier according to the invention comprises an approximately rectangular housing 40 with an inlet pipe 41 and an outlet pipe 42 . The housing consists of a lower housing part 43 and an upper housing part 44 , the flange 45 on a connecting, see. Fig. 4 are connected to each other, for example by welding or flanging. Arranged in the housing 40 are a plurality of, in the exemplary embodiment four, separator tubes 7 , which are designed in exactly the same way as in the first design according to FIGS. 1 to 3.
Im Inneren des Gehäuses 40 ist parallel zur Ebene, in der die Abscheideröhren 7 liegen, eine Trennwand 46 mit Lappen 47 vorgesehen und im rechten Winkel zu dieser Ebene an der Austrittsseite ein Schott 48. Das Verbrennungsgas gelangt durch den Einlaßstutzen 41 in eine Vorkammer 20, die von der Trennwand 46, dem Schott 48, dem Gehäuseoberteil 44 und den Außenwandungen der Abscheideröhren 7, d. h. ihrer Ab scheideelektroden 8 begrenzt wird. Der Einlaßstutzen 41 könnte auch an einer anderen Stelle in die Vorkammer 20 münden. Von der Vorkammer 20 gelangen die Verbrennungsgase durch die Drosselspalte, die zwischen den Außenwandungen der Abscheideröhren 7 gebildet sind, hindurch in eine Zwischen kammer 21, die zusammen mit einer Umlenkkammer 22 eine Ein laßkammer bildet. In der Zwischenkammer 21 werden die Ver brennungsgase umgelenkt und in die Umlenkkammer 22 gelei tet, die durch die Trennwand 46 von der darüberliegenden Vorkammer 20 abgeteilt ist. Hierbei ist es wesentlich, daß die Trennwand 46 mit den Stirnwänden 10 der Abscheideröhren 7 so verbunden ist, daß die Verbrennungsgase von der Um lenkkammer 22 nur durch die Eintrittsöffnungen 12 hindurch in die Abscheideröhren 7 gelangen. Nach Durchströmen der Abscheide röhren 7 sammelt sich das Verbrennungsgas in einer Aus trittskammer 23, von der es durch den Auslaßstutzen 42 den Abgasreiniger verläßt.In the interior of the housing 40 , a partition wall 46 with a flap 47 is provided parallel to the plane in which the separator tubes 7 lie and a bulkhead 48 on the outlet side at a right angle to this plane. The combustion gas passes through the inlet port 41 in a prechamber 20 , which is limited by the partition wall 46 , the bulkhead 48 , the upper housing part 44 and the outer walls of the separator tubes 7 , that is, their separating electrodes 8 . The inlet connection 41 could also open into the prechamber 20 at another point. From the antechamber 20 , the combustion gases pass through the throttle gaps, which are formed between the outer walls of the separator tubes 7 , into an intermediate chamber 21 , which together with a deflection chamber 22 forms an inlet chamber. In the intermediate chamber 21 , the combustion gases are deflected and fed into the deflection chamber 22 , which is divided by the partition wall 46 from the prechamber 20 above. It is essential that the partition 46 is connected to the end walls 10 of the separator tubes 7 so that the combustion gases from the order to the steering chamber 22 only pass through the inlet openings 12 into the separator tubes 7 . After flowing through the separator tubes 7 , the combustion gas collects in an exit chamber 23 , from which it leaves the exhaust gas cleaner through the outlet port 42 .
Die Trennwand 46 ist ein gerades Blech, das auf gleicher Höhe mit dem Verbindungsflansch 45 liegt und das Lappen 47 aufweist, welche die Abscheideelektroden 8 der Abscheide röhren 7 etwas übergreifen, d. h. in Längsrichtung überlap pen, um eine bessere Verbindung zu ermöglichen und Kurzschlußstörungen zu vermeiden.The partition 46 is a straight sheet metal, which is at the same level with the connecting flange 45 and has the tab 47 , which the separating electrodes 8 of the separator tubes 7 overlap somewhat, ie overlap in the longitudinal direction to enable a better connection and to avoid short-circuit faults .
Die Isolatoren 15 für die Zentralelektroden 14 der Abscheide röhren 7 befinden sich im Gehäuseunterteil 43, so daß es mit Hilfe einer Flanschverbindung 45 möglich ist, das Ge häuseunterteil 43 mit den Abscheideröhren zu Reparatur zwecken auszutauschen.The insulators 15 for the central electrodes 14 of the separator tubes 7 are located in the lower housing part 43 , so that it is possible with the aid of a flange connection 45 to exchange the lower housing part 43 with the separator tubes for repair purposes.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19515649A1 (en) * | 1995-04-28 | 1995-10-05 | Wilhelm Dr Ing Wiederhold | High efficiency combined impact- and electrostatic filter |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3500373A1 (en) * | 1985-01-08 | 1986-07-10 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | DEVICE FOR REMOVING SOLID PARTICLES, ESPECIALLY SOOT PARTICLES FROM THE EXHAUST GAS FROM COMBUSTION ENGINES |
-
1988
- 1988-12-28 DE DE3844140A patent/DE3844140C1/en not_active Expired - Fee Related
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